Определение показателя преломления стекла: Методика определения показателя преломления

Содержание

Лабораторная работа №3. «Измерение показателя преломления стекла»

«Мало знать — надо уметь применять»

Рене Декарт

В предыдущей теме говорилось о явлении преломления света, а также вывели один из основных законов распространения света: закон преломления.

Преломление — это изменение направления распространения света, возникающее на границе раздела двух прозрачных сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами.

Закон преломления света гласит, что луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости. Отношение же синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, не зависящая от угла падения.

Как известно, любой постигнутый закон человек стремится использовать на практике.

Цель лабораторной работы: наблюдение преломления света на границе раздела сред воздух — стекло, а также измерение показателя преломления стекла.

Оборудование: источник электропитания, лампа, ключ, соединительные провода, экран со щелью, плоскопараллельная стеклянная пластина в форме трапеции, лист бумаги, линейка и карандаш.

Перед выполнением лабораторной работы необходимо произвести небольшую подготовку.

Так как будет определяться показатель преломления стекла относительно воздуха, то закон преломления света будет иметь вид:

где a — это угол падения пучка света на грань пластинки, b — угол преломления светового пучка в стеклянной пластине.

Для того, чтобы определить отношение синусов, поступают следующим образом. В самом начале, пластину необходимо разместить на листе бумаги и с помощью карандаша обвести ее малую и большую грани. Затем, не смещая пластины, на ее малую грань необходимо направить узкий световой пучок под любым углом к грани. После этого, вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков, карандашом проставляются 4 точки.

Сняв пластину с листа бумаги, с помощью линейки прочерчивают входящий, преломленный и выходящий лучи. Затем, через точку раздела двух сред — воздух-стекло — опускается перпендикуляр к границе раздела и отмечаются углы падения и преломления. После этого, с помощью циркуля, рисуется окружность произвольного радиуса с центром в точке раздела двух сред воздух-стекло, и строятся два прямоугольных треугольника, например, ABE и CBD.

Тогда, исходя из определения синуса угла, можно записать, что

Длины отрезков АЕ и DC, стоящих в формуле, измеряют при помощи линейки с миллиметровыми делениями. Их значения подставляются в расчетную формулу и высчитывают показатель преломления стекла.

Если в кабинете не хватает оборудования, то можно воспользоваться булавками. Для этого нужно на стол положить кусок поролона, для того чтобы было удобнее воткнуть булавки, и накрыть его белым листом бумаги. Сверху, на него, положить плоскопараллельную стеклянную пластину и, как и в предыдущем случае, обвести карандашом ее малую и большую грани. Затем возле малой грани воткнем первую булавку, вторую булавку воткнем под некоторым углом к первой, но так, чтобы у нас был ярко выраженный угол падения. Наблюдая за двумя булавками через большую грань, найдем точку расположения третьей булавки, чтобы первая и вторая загораживали друг друга. Снимаем оборудование и с помощью линейки достраиваем падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к точке падения луча на пластину. Далее все делается точно так же, как и в выше описанном нами способе.

А теперь приступим непосредственно к работе.

Для удобства записей результатов измерений и вычислений составим следующую таблицу.

Ход выполнения работы:

1. Установите источник света на столе. В окно прибора вставьте рамку со щелью так, чтобы щель располагалась вертикально.

3. Наблюдайте явление преломления света при различных углах паления, а затем зафиксируйте ход лучей.

4. Выполните построения в соответствии с рисунком и измерьте длины отрезков АЕ и DC Результаты измерений занесите в таблицу.

5. По формуле рассчитайте значение показателя преломления стекла и занесите его в таблицу.

6. Проделайте данный эксперимент еще не менее двух раз, меняя угол падения луча на пластинку, не забывая заносить все полученные данные в таблицу.

7. После проделанной работы рассчитайте абсолютные погрешности измерения отрезков.

8. Далее вычислите относительную и абсолютную погрешности измерения показателя преломления стекла.

9. Сравните результаты, полученные по формулам, и сделайте вывод о зависимости или независимости показателя преломления от угла падения светового луча.

Контрольные вопросы:

1. От чего зависит показатель преломления вещества?

2. В чем заключается явление полного отражения света на границе раздела двух сред?

3. Запишите формулу для вычисления скорости света в веществе с показателем преломления

Дополнительное задание:

Попробуйте, используя стеклянную пластинку, наблюдать явление полного отражения. Запишите, как вы осуществляли этот эксперимент.

«Определение показателя преломления стекла». Лабораторная работа

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

4.

Цель лабораторной работы: Наблюдение преломления света на границе раздела сред воздух — стекло, а также измерение показателяпреломления стекла.

5. закон преломления света

Так как будет определяться показатель преломления стекла относительно
воздуха, то закон преломления света будет иметь вид:
где a — это угол падения пучка света на грань пластинки, b — угол преломления
светового пучка в стеклянной пластине.
Для того, чтобы определить отношение синусов, поступают следующим образом. В
самом начале, пластину необходимо разместить на листе бумаги и с помощью
карандаша обвести ее малую и большую грани. Затем, не смещая пластины, на ее
малую грань необходимо направить узкий световой пучок под любым углом к грани.
После этого, вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее световых пучков,
карандашом проставляются 4 точки.

6. В самом начале, пластину необходимо разместить на листе бумаги и с помощью карандаша обвести ее малую и большую грани.

Затем,не смещая пластины, на ее малую грань необходимо направить
узкий световой пучок под любым углом к грани. После этого, вдоль падающего на пластину и
вышедшего из нее световых пучков, карандашом проставляются 4 точки.

7. Сняв пластину с листа бумаги, с помощью линейки прочерчивают входящий, преломленный и выходящий лучи. Затем, через точку

раздела двух сред — воздух-стекло — опускается
перпендикуляр к границе раздела и отмечаются углы падения и преломления. После этого, с
помощью циркуля, рисуется окружность произвольного радиуса(пусть 5см) с центром в точке
раздела двух сред воздух-стекло(т.2), и строятся два прямоугольных треугольника, например,
ABE и CBD.
Длины отрезков АЕ и DC, стоящих в формуле, измеряют при помощи линейки с
миллиметровыми делениями. Их значения подставляются в расчетную формулу и
высчитывают показатель преломления стекла.

8. Ход выполнения работы:

1. Установите источник света на столе. В окно прибора вставьте рамку со щелью так, чтобы щель
располагалась вертикально.

2. Соберите электрическую цепь, присоединив лампочку к источнику постоянного тока через
выключатель. Замкните цепь и получите яркую, тонкую полосу света на бумаге — световой луч.
•3. Наблюдайте явление преломления света при различных углах паления, а затем зафиксируйте
ход лучей.
•4. Выполните построения в соответствии с рисунком и измерьте длины отрезков АЕ и DC
Результаты измерений занесите в таблицу.
•5. По формуле рассчитайте значение показателя преломления стекла и занесите его в таблицу.
•6. Проделайте данный эксперимент еще не менее двух раз, меняя угол падения луча на
пластинку, не забывая заносить все полученные данные в таблицу.
•7. После проделанной работы рассчитайте абсолютные погрешности измерения отрезков.

9. Результатов измерений и вычислений

10. Погрешности

11. Результаты

• Сравните результаты, полученные по
формулам, и сделайте вывод о зависимости
или независимости показателя
преломления от угла падения светового
луча.

12. Контрольные вопросы:

• Контрольные вопросы:
• 1. От чего зависит показатель преломления
вещества?
• 2. В чем заключается явление полного отражения
света на границе раздела двух сред?
• 3. Запишите формулу для вычисления скорости
света в веществе с показателем преломления n.

13. Домашние задание

• Переписать и оформить данную
лабораторную работу

English Русский Правила

Понимание показателя преломления стекла

Автор: Шейла Рейнольдс,

, 22 января 2019 г., 16:11 | Оставить комментарий

Понимание поведения света может быть важным фактором при выборе стеклянных материалов для вашего производственного процесса. Когда свет проходит через вещество, его скорость уменьшается. Это проявляется увеличением показателя преломления вещества. Многое можно узнать об оптических свойствах стеклянного материала, взглянув на его показатель преломления.

Показатель преломления полезен по разным причинам.

Во-первых, его можно использовать для расчета фокусирующей способности линз и рассеивающей способности призм. Его также можно использовать при оценке теплофизических свойств углеводородов и нефтяных смесей.

Что такое показатель преломления?

Показатель преломления n, также обычно называемый показателем преломления, измеряет луч света, когда он проходит из одной среды в другую. Когда он начинает проходить через материал, взаимодействие между электронами и фотонами снижает скорость света. По мере увеличения плотности электронов скорость света уменьшается. Вот почему свет движется с максимально возможной скоростью в вакууме, где никакие электроны не препятствуют его скорости.

Знание показателя преломления — среди других тепловых, химических и физических свойств — помогает убедиться, что стеклянный материал, который вы рассматриваете для своего применения, подходит для его предполагаемого использования.

Определение показателя преломления материала

Отношение между скоростью света в вакууме и более низкой скоростью света при его прохождении через данный материал позволяет нам определить показатель преломления данного материала.

Кроме того, количество прошедшего и отраженного света будет определять не только показатель преломления материала стекла, но и его угол преломления. Это связано с тем, что свет передается и отражается, когда световые лучи проходят через поверхность стеклянного материала.

Угол прохождения света можно рассчитать по закону Снеллиуса:

Расхождение между светопропусканием и углом падения становится тем больше, чем больше показатель преломления. Когда это происходит, происходит изменение существующего показателя преломления между стеклом и окружающей средой.

При Θi = 0° количество отраженного света можно определить по следующей формуле:

Наконец, интенсивность света уменьшается в среднем на 4% из-за потери отражения от поверхности большинства стеклянных материалов с показателем преломления 1,5.

Изменение показателя преломления из-за изменения длины волны известно как хроматическая дисперсия.

Заключение

Swift Glass предоставляет услуги по изготовлению стекла на заказ уже почти столетие, и предоставление высококачественных решений OEM-производителям является одним из наших основных принципов.

Наш опыт и преданность обслуживанию клиентов позволяют нам понимать сложные потребности наших клиентов и превосходить их основные потребности.

Зарегистрировано в ITAR, ISO 9Компания Swift Glass, сертифицированная по стандарту 001:2015, является частным мировым лидером в производстве качественных стеклянных деталей. Swift Glass предлагает помощь в изготовлении, выборе материалов и производстве нестандартных решений и дизайна, гарантируя при этом высокое качество и точность.

Чтобы узнать больше об оптических свойствах стекла, загрузите нашу последнюю электронную книгу Понимание оптических свойств стекла уже сегодня!

В эксперименте по определению показателя преломления стекла призмы на $i

Ответ

Проверенный

239.4k+ просмотров

Подсказка Первое соотношение, которое мы будем использовать в этом вопросе: $\delta = i + e — A$
Где: $\delta $ — угол отклонения.